Дано: реагирующие вещества: Na2Cr2O7 – NaNO2; среда – H2SO4.
Найти: ЭДС - ?
Решение
Между веществами происходит следующая реакция
Na2Cr2O7 + NaNO2 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + NaNO3 + Na2SO4 + H2O
Схема реакции в ионном виде:
2Na+ + Cr2O72- + Na+ + NO2- + 2H+ + SO42- → 2Cr3+ + 3SO42- + Na+ + NO3- + 2Na+ + SO42- + H2O
Составим схемы полуреакций окисления и восстановления:
Cr2O72- + 14Н+ + 6е → 2Cr3+ + 7Н2О | 1 – восстановление;
NO2- + H2O - 2e → NO3- + 2H+ | 3 – окисление.
Для того, чтобы уравнять число отданных и принятых электронов, найдем наименьшее кратное для 6 и 2 электронов
. Оно равно 6. Коэффициент для полуреакции окисления равен 6 : 2 = 3. Коэффициент для полуреакции восстановления равен 6 : 6 = 1. Сложим полуреакции с учетом найденных коэффициентов.
Cr2O72- + 14Н+ + 3NO2- + 3H2O → 2Cr3+ + 7Н2О + 3NO3- + 6H+
Приведем подобные:
Cr2O72- + 8Н+ + 3NO2- → 2Cr3+ + 4Н2О + 3NO3-
Молекулярное уравнение имеет вид:
Na2Cr2O7 + 3NaNO2 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3NaNO3 + Na2SO4 + 4H2O
Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы равны:
Е0(Cr2O72- + 14Н+/2Cr3+ + 7Н2О) = + 1,333 В;
Е0(NO3- + 2H+/NO2- + H2O) = + 0,940 В.
K2Cr2O7 – окислитель; NaNO2 – восстановитель.
ЭДС = Е0ок-ля – Е0восст-ля;
ЭДС = + 1,333 – 0,940 = 0,393 (В).
Так как ЭДС > 0, окислительно-восстановительная реакция может идти самопроизвольно в прямом направлении.
При добавлении в сернокислый раствор бихромата калия нитрита натрия оранжевая окраска раствора переходит в зеленую.